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氨纶需求增速回落 长远发展依赖技术创新
2006年40期 发行日期:2006-10-17
作者:黄茂松
氨纶需求增速回落  长远发展依赖技术创新
□  上海聚氨酯产业发展促进中心总工程师  黄茂松
国外行业整合加快
    2005年全球氨纶产能为45.17万t/a,北美和欧洲合计为10.71万t/a,占全球总产能的23.7%;亚洲为32.97
万t/a,占73.0%,其中我国为20.53万t/a,占全球总产能的45.5%,见表1。1996~2004年,全球氨纶需求年均
增长率为8%。2005年由于我国市场的强劲增长,世界氨纶需求从2004年的15.56万t一跃增长至2005年的19.50
万t,但随后因我国纺织品遭受欧、美不正当限制,极大减缓了全球氨纶需求的增长,预计2006年全球氨纶需求
量为19.65万t,与2005年基本持平,见表2。
    近年来,由于市场持续波动,国外主要氨纶生产企业加快了整合步伐。全球最大的氨纶生产企业英威达公司分
别在我国上海、巴西帕里尼亚和新加坡新建的0.4万t/a、0.55万t/a和0.6万t/a装置近期已陆续投产,其氨纶
产能合计达到9.76万t/a。
    韩国晓星公司在2003~2005年共投资2.1亿美元使氨纶产能增加50%,该公司在我国广东珠海建设的1.8万
t/a装置已于2004年投产,在欧洲投资1.4亿美元建设1万t/a的氨纶装置近期将投运,此外该公司还计划在美
国投资建厂。2005年晓星公司氨纶总产能达6.5万t/a,占全球总产能的14%。
  旭化成纤维公司氨纶总产能为1.95万t/a,其中日本Moriyama0.9万t/a、中国台湾0.5万t/a、杭州0.3万
t/a和泰国0.25万t/a。近期完成并购朗盛公司在德国Dormagen的0.8万t/a和美国Bushy Park的0.9万t/a装
置后,该公司氨纶产能翻了一番,成为继英威达和晓星之后的全球第三大氨纶生产企业。2005年全球主要氨纶生
产企业产能统计见表3。

国内市场供过于求
  2005年我国氨纶生产企业超过37家,较大的企业有26家,其中超过1万t/a的有7家,超过0.3万t/a的
有19家。我国90%以上的氨纶采用干法生产,见表4。
  2003年以前,我国对氨纶的需求量增长很快,而国内产量不足,消费依赖进口。但随着企业的不断扩能,国
内氨纶产能逐渐超过市场需求,引发了一场激烈的价格战。供需矛盾在2003年后趋于缓和,2003和2004年分别
进口3.02万t和3.33万t,2005年进口量下降至2.44万t,出口增至6228t。2005年我国氨纶进口流向中,广
东占34%、上海占27%、江苏和浙江各占15%、山东占4%、其他地区占5%。2006年我国氨纶扩能步伐明显放缓,产
能仅将增加0.73万t/a,并由此进入相对平稳时期。2006年国内氨纶企业会继续采取限产以及调整产品结构的措
施来控制产量以及库存,预计实际产量达到12.5万t,同比增加1.45万t。
  预计2006年我国氨纶进口量在1.5万t左右,出口将增长到1.2万t左右。氨纶价格经过前期的大幅下滑之
后,目前的价位吸引了众多出口贸易商的关注,2005年下半年起氨纶出口量开始增多。2006年我国氨纶的实际需
求量将会有明显的增长。但由于生产成本以及出口成本的增加,预计氨纶实际需求增幅不大。

加快技术创新是行业出路
  目前我国已成为氨纶生产和消费第一大国,但与国际氨纶巨头英威达、晓星、旭化成等相比在规模、成本和产
品质量方面上还存在较大差距。国外氨纶企业逐步向我国转移,加之国内通用型产品产能严重过剩,行业发展形势
严峻。因此采用新技术降低干法氨纶制造成本、提升产品性能并努力扩大熔纺氨纶生产应是未来行业发展的主要方
向。
    1. 降低干法氨纶生产成本
  以40D干法氨纶丝为例,目前原料成本为2.66万元/t,加工成本为1.876万元/t,管理成本为0.316万元/t,
财务成本为0.202万元/t,税率为17%,生产成本为5万元/t以上,其中加工成本占37.5%,原料成本占52%。按
照目前的市场售价产品的利润率仅在5%左右。
  干法氨纶生产原料加工成本的主要原因是采用了比例高达20%的溶剂。因此提高丝液的固含量、降低溶剂含量
是降低加工成本的关键,建议采用特殊工艺助剂降低溶剂用量,改善纺丝液流变性能,提高丝液固含量。该助剂加
入量仅为0.5%,但对降低加工成本有明显效果。
  干法氨纶配方一般采用纯MDI+PTMEG+胺类扩链剂,有多种可降低成本的替代原料途径,国内有实力的企业应
当加快开展这类研究。例如:①TDI 取代部分MDI。MDI分子量是TDI的1.5倍,即使TDI与MDI售价相同,因固
化剂用量减少,可达到降低成本目的。②聚酯多元醇取代部分PTMEG。干法氨纶采用PTMEG作为氨纶软段结构,为
提高氨纶的强度和耐温性能,可采用价格较低的芳香族或脂肪族聚酯多元醇取代部分PTMEG,从而降低成本。③低
不饱和度聚醚取代部分PTMEG。低不饱和度聚醚的弹性性能与PTMEG相当,但价格较PTMEG低,采用此种聚醚强度
虽然低一些,但可采取其他技术措施改进。
    2. 采用新技术提高产品性能
      (1)扩链剂技术
    目前干法氨纶配方中扩链剂多采用脂肪族胺类,如乙二胺、丙二胺类产品。胺类扩链剂挥发性高、毒性大,而
沸点高的芳香族醇类和胺类扩链剂可改良氨纶软-硬段结构的微相分离过程并提高硬段内聚能,可明显改善氨纶的
力学性能和耐热性能,且毒性大为降低。如液体4-羟乙基氧乙基-1-羟乙基苯二醚(HQEE)和液体3-羟乙基氧乙基
-1-羟乙基苯二醚(HER)可改善氨纶的回弹性和耐热性,且该产品较固体HQEE和HER工艺加工性能更佳。液体芳
香族扩链剂如液体MOCA代替部分脂肪族胺类扩链剂也能取得同样效果。目前苏州湘园特种精细化工有限公司已能
够生产液体HQEE、HER和MOCA产品。
     (2)纳米技术
    氨纶的纳米改性增强技术已被突破。在关键的纳米粒子防团聚主要有两种方法:一是原位聚合法,即由正硅酸
酯水解生成硅胶,再分解成纳米SiO2,进而制得纳米聚酯多元醇,并以此为原料制成高性能纳米改性氨纶;二是
插层复合纳米技术,即将单体或聚合物插进层状无机物片层之间,再将片状结构基体元剥离并均匀分散于聚合物中,
从而实现聚合物与无机层状材料在纳米尺度上的复合。由此技术制成的纳米氨纶,能充分发挥纳米材料的小尺寸效
应和表面效应,表现出超强的表面性能和物理交联效应,并显著增加高分子间力,提高软段结晶度,从而使氨纶纤
维具有更高的机械力学性能和良好的阻燃、抑菌、防霉及耐氯性能。
     (3)连续生产工艺
     国内干法氨纶生产多采用间歇聚合工艺,属国外早期技术。虽然工艺控制简单,但效率低,国外已基本淘汰
该法。英威达、晓星、旭化成等公司目前均采用连续生产工艺,纺丝速率可达700~900m/min,且产品质量稳定。
河南郑州中远氨纶工程技术有限公司已成功开发出连续法干法氨纶生产工艺,并在国内数套新装置中采用。该工艺
对原材料特别是助剂质量、配方及工艺条件等要求严格,一旦出现废料,浪费比间隙法大,这是该技术在研发推广
中应着重解决的技术难题。
     (4) 扩大熔纺氨纶生产
  国外熔纺氨纶生产主要集中在日本。我国熔纺氨纶产能为2万t/a,占氨纶总产能的10%。由于氨纶行业产能
过剩,加之氨纶切片依赖进口、价格居高不下,目前熔纺氨纶企业开工不足,进而影响了市场供应,如20D以下熔
纺细旦丝性价比明显高于干纺,需求增长很快,但生产不足限制了市场的发展。
    熔纺氨纶较干法氨纶具有如下优点:①投资少。以建设1000t/a装置为例,干法氨纶需投资为6000万~8000
万元,而熔纺氨纶则仅需3000万元。②生产成本低。熔纺法不使用溶剂,能耗小,成本低,细旦丝表现更为明显。
以20D丝为例,干法氨纶丝毛利率<10%,而熔纺丝毛利率>30%。③纺丝速度快。干纺法纺丝速度为200~800m/min,
而熔纺法可达400~1000m/min,且更易于细旦化。④产品附加值高。熔纺氨纶丝抗拉伸疲劳性能更佳,生物相容
性良好,可作为医用材料和卫生保健织物。熔纺法还可生产单丝,而干纺一般为复丝。单丝柔软舒适,更适于制作
内衣、泳衣、袜子等贴身织物;且熔纺氨纶细旦丝易与锦纶、涤纶细旦丝或真丝复合,开发高档精细纺织品;还可
制成氨纶非织造布,拓宽用途。⑤生产工艺安全环保。熔纺氨轮生产不需溶剂、凝固剂,无废水、废液排放,是一
种绿色环保型工艺。熔纺氨纶耐高温性能略低于干法氨纶,但可通过交链剂或纳米技术提高耐温性。
     熔纺氨纶直纺技术是目前最先进的氨纶制造技术,异氰酸酯、多元醇和扩链剂在双螺杆反应器中反映后直接
进入纺丝工艺,不需经TPU切片阶段,生产流程大为简化,进一步降低产成本,有利于稳定生产。该技术一旦产业
化,对世界氨纶工业将产生巨大影响。吉林赛诺斯实业有限公司(原锦州天工实业有限公司)在我国已获得此项专
利发明权。
    熔纺氨纶生产工艺对管道流速、温度、温度、压力等要求严格,并需采用专用油剂。产品质量受氨纶切片、交
链剂和纺丝油剂等影响较大,其中熔纺氨纶的原料TPU切片决定熔纺氨纶丝的性能,是TPU材料中性能要求和附加
值较高的品种,目前尚依赖进口,但国内开发已取得突破。
  吉林赛诺斯实业有限公司已建成2000t/a熔纺聚氨酯切片装置,并于2006年1月13日通过了中国纺织工业协
会组织的科技成果鉴定。该项目在国内首次实现了熔纺聚氨酯切片的批量生产,工艺稳定,且大幅降低了投资,填
补了国内空白。经中科院长春应化所检测,产品断裂伸长率、拉伸强度及切片分子量等均达到了巴斯夫和诺誉公司
产品的性能。切片纺成的20D氨纶丝,经江苏南黄海实业股份有限公司氨纶厂检测对比,其线密度、断裂伸长率、
弹性恢复率、沸水收缩率均达到了巴斯夫氨纶切片纺丝性能的相同水平,该项技术是我国熔纺聚氨酯切片生产技术
的重大突破。
    国内熔纺氨纶行业目前最急需解决的问题是加快氨纶切片的产业化步伐,研发适于大型熔纺氨纶丝生产配套的
设备及相关纺丝技术。上海有关部门正在筹划利用上海金山化工园区MDI、PTMEG原料优势和地域市场优势,建设
千吨级熔纺氨纶切片及熔纺丝基地。该基地投产后,将对我国熔纺氨纶发展起到巨大的推动作用。
  中科院化学所孙贤育研究员对本文中纳米技术部分给予了大力支持,在此表示感谢。

表1  2002~2005年世界氨纶产能分布  万t/a
年份         2002     2003     2004     2005
中国         3.44     9.52    16.46    20.53
韩国         7.33     8.03     8.03     8.03
日本         2.58     2.58     2.58     2.58
中国台湾     1.69     1.69     1.69     1.69
俄罗斯         1.40     1.40     1.40     1.40
其他         9.14     9.64    10.80    10.94
合计        25.58    32.86    40.96    45.17

表2  1996年~2006年全球氨纶需求量  万t
年份        需求量      年份    需求量
1996         8.71        2002    14.07
1997         9.43        2003    15.26
1998        10.22        2004    16.56
1999        11.07        2005    19.50
2000        11.99        2006①    19.65
2001        12.99
注:①为预测值。

表3   2005年全球主要氨纶生产企业产能统计   万t/a
生产企业        产能                工艺     
英威达            9.76            干法(聚醚)
晓星            6.50            干法(聚醚)
旭化成            1.95            干法(聚醚)
                1.70            干法(聚酯)
泰光产业        2.16            干法(聚醚)
环球            0.90                    —
东丽杜邦        0.80            干法(聚醚)
东洋纺            0.55            干法(聚醚)
日清纺            0.22            熔纺(聚酯)
富士纺            0.22            湿法(聚醚)
钟纺            0.10            熔纺(聚醚)

   表4  2005年我国主要氨纶生产企业产能统计    万t/a
        生产企业            产能    工艺
烟台氨纶公司                2.00    干法
英威达(上海)公司            1.80    干法
浙江华峰氨纶公司            1.80    干法
晓星氨纶(嘉兴)公司        1.44    干法
晓星氨纶(珠海)公司        1.83    干法
杭州舒尔姿氨纶公司            1.10    干法
江苏江阴双良特种纤维公司    1.05    干法
浙江华海机械集团公司        1.00    干法
吉林辽源得亨公司            0.30    干法
杭州萧山邦联氨纶公司        0.70    干法
连云港杜钟氨纶公司            0.70    干法
浙江益邦氨纶公司            0.70    干法
浙江薛永兴氨纶公司            0.70    干法
东国氨纶(珠海)公司        0.60    干法
绍兴四海氨纶公司            0.50    干法
绍兴龙山氨纶公司            0.30    干法
泰光氨纶(常熟)公司        0.50    干法
浙江开普特氨纶公司            0.45    干法
五环氨纶(绍兴)公司        0.40    干法
山东如意氨纶公司            0.35    干法
厦门力隆氨纶公司            0.35    干法
浙江华莱氨纶公司            0.34    干法
杭州舒美尔氨纶公司            0.30    干法
杭州旭化成氨纶公司            0.25    干法
新乡白鹭化纤集团公司        0.30    干法
绍兴友邦氨纶公司            0.15    干法
江苏海门侨星染织公司        0.05    干法
郑州中原差别化纤维公司        0.05    干法
林克森(淄博)氨纶公司        0.05    湿法
广东鹤山海山氨纶公司        0.06    湿法
江苏南通南黄海实业公司        0.20    熔纺
浙江海宁新高纤维公司        0.10    熔纺
江苏海安宏发特种化纤厂        0.05    熔纺
张家港昌源氨纶机械贸易公司    0.03    熔纺
中山新顺特种纤维公司        0.01    熔纺
大连合成纤维研究所            0.01    熔纺
张家港惠泰化纤公司            0.01    熔纺
合计                       20.53
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